期刊检索:
  药物分析杂志   2017, Vol. 37 Issue (3): 438-443.  DOI: 10.16155/j.0254-1793.2017.03.11
0

成分分析

引用本文 [复制中英文]

杨波, 张娟娟, 孙胜杰, 王颖莉. 不同产地党参药材及其水提物的红外光谱特征分析[J]. 药物分析杂志, 2017, 37(3): 438-443. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2017.03.11.
[复制中文]
YANG Bo, ZHANG Juan-juan, SUN Sheng-jie, WANG Ying-li. Infrared spectral characteristics of Codonopsis Radix from different habitats and their aqueous extracts[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis, 2017, 37(3): 438-443. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2017.03.11.
[复制英文]

基金项目

山西省科技厅项目(20130313015-2)

第一作者

杨波, Tel:(0351)3179830;E-mail:yangboccc@126.com

通信作者

王颖莉, Tel:13934161264;E-mail:wyltyut@163.com

文章历史

收稿日期:2017-01-06
不同产地党参药材及其水提物的红外光谱特征分析
杨波 , 张娟娟 , 孙胜杰 , 王颖莉     
山西中医学院, 晋中 030619
摘要目的:对不同产地党参药材及其水提物的红外指纹图谱进行比较分析,说明党参的红外光谱特点。方法:采用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)分析方法,采集党参药材及水提物的红外光谱,对光谱进行双指标序列分析。结果:7个产地党参药材的红外图谱在3 385、2 929、2 360、1 734、1 541、1 507、1 456、1 250、870、818、778、668 cm-1附近有12个共有峰,主要对应党参中的多糖、党参苷、内酯类等成分。以陵川党参为对照,得到原药材的平均共有峰率为72.74%,水提物的平均共有峰率为58.54%,其中原药材中壶关党参与陵川党参的关系最为接近。结论:FTIR图谱分析可为党参的鉴定及质量控制提供补充。
关键词党参    党参水提物    多糖    党参苷    内酯类    双指标序列分析    
Infrared spectral characteristics of Codonopsis Radix from different habitats and their aqueous extracts
YANG Bo, ZHANG Juan-juan, SUN Sheng-jie, WANG Ying-li    
Shanxi University of Traditional Chinese Medicine, Jinzhong 030619, China
Abstract: Objective: To find out characteristics of Codonopsis Radix's infrared spectroscopy by comparing and analyzing infrared fingerprints of Codonopsis Radix from different habitats and their aqueous extracts.Methods: Fourier transform infrared spectra of the crude drugs and their aqueous extracts were collected. Then the spectra were processed by dual index sequence analysis.Results: FTIR spectra of Codonopsis Radix from 7 different habitats had 12 common peaks at 3 385, 2 929, 2 360, 1 734, 1 541, 1 507, 1 456, 1 250, 870, 818, 778 and 668 cm-1, which corresponded to components such as polysaccharides, dangshen glycosides and lactone, etc.With Lingchuan Codonopsis Radix as the control group, the original group's common peak ratio received was 72.74%, the aqueous extract group's common peak ratio was 58.54%, and Codonopsis Radix of Lingchuan and Huguan had the closest relationship in similarity.Conclusion: The analysis of FTIR spectra could provide supplement for the identification and quality control of Codonopsis Radix.
Key words: Codonopsis Radix    Codonopsis Radix aqueous extract    polysaccharides    Dangshen glycosides    lactone    dual-index sequence analysis    

党参为桔梗科植物党参Codonopsis pilosula(Franch.)Nannf.、素花党参Codonopsis pilosula Nannf.var.modesta(Nannf.)L.T.Shen或川党参Codonopsis tanshen Oliv.的干燥根;性甘,平;归脾、肺经;具有健脾益肺,养血生津的功效;用于脾肺气虚,食少倦怠,咳嗽虚喘,气血不足,面色萎黄,心悸气短,津伤口渴,内热消渴[1]。现代研究表明,党参中主要成分为多糖、党参苷、内酯类、甾醇类、三萜类、生物碱、豆素类等成分,其中党参多糖是重要的有效成分之一,具有增强免疫力、清除自由基和增强造血等作用[2-4]。党参应用广泛,常作为人参的替代品,是一味应用价值极高的中药,但市场上发现有甘孜党参、迷果芹、银柴胡等伪品充当真品党参,所以,建立一种能够快速、有效鉴别党参药材质量的方法显得尤为重要。

红外光谱技术作为中药鉴别的辅助手段,其在红外光谱特征上的差异在一定程度上反映了化学成分的差异[5-6]。为建立直接、快速和准确评价药材质量提供依据,刘养清等[7]采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR法),对不同生长年限的党参进行了鉴别,结果表明,1 739 cm-1和870~770 cm-1的吸收峰可以表征不同生长年限党参的质量。田进国等[8]对不同批次党参颗粒剂的红外光谱特征进行研究并通过计算机软件建立了对应的标准库,10批党参颗粒剂的光谱特征与标准光谱相比,其吻合率值都在85%~100%之间。说明红外光谱分析技术可用于党参及其提取物的鉴别。

临床党参多以水煎剂的形式服用,但水煎物的真伪鉴别可通过红外手段快速评价。本研究采用FTIR技术对不同产地的党参药材及其水提物进行双指标序列分析,为党参的质量鉴定提供补充。

1 实验部分 1.1 药材来源与处理方法

不同产地的党参药材,经山西中医学院裴香萍副教授鉴定为桔梗科正品党参,本实验选用7个不同产地的党参药材作为研究对象,见表 1

表 1 不同产地的党参药材 Table 1 Codonopsis Radix from different habitats

将不同产地的党参药材粉碎,过100目筛。按照中国药典2015年版第一部附录的热浸法制备水提物。称取党参药材2 g,置250 mL平底烧瓶中,加蒸馏水50 mL,称量;1 h后,加热至沸,保持微沸1 h,取下冷却,再次称量,用蒸馏水补足减失的量,摇匀,用干燥过滤器过滤,取续滤液15 mL置小烧杯中,水浴锅上蒸干。放入烘箱中105 ℃烘干3 h,于干燥器中干燥冷却30 min,即得党参水提物,备用。

1.2 测定方法

试验条件:采用Perkin-Elmer公司的Spectrum One傅里叶变换红外光谱仪,硅碳棒光源,DTGS检测器;扫描范围4 000~400 cm-1,光谱分辨率4 cm-1,扫描累计次数为48次。精密称取党参药材粉末(过100目筛)或水提物2 mg,与干燥的KBr粉末(200目光谱纯)200 mg,在玛瑙乳钵中研细、混匀,压片进行光谱测定。

1.3 光谱数据分析

将Perkin-Elemer公司Spectrum v5.0操作软件得到的红外光谱图及数据,进行基线校正、自动平滑和4 000 cm-1处归一化处理,得到归一化后的红外谱图。以红外光谱中共有峰数和变异峰数作为双指标序列分析的数据来源,得到相应的共有峰率和变异峰率双指标序列分析结果[7-9]

2 结果与讨论 2.1 党参药材的红外图谱特征分析

图 1可知,图谱中3 400 cm-1左右处有一宽钝峰,为—OH的伸缩振动峰,2 930 cm-1处为亚甲基的C-H反对称伸缩振动峰,A处有一组较小、尖锐而紧邻的糖峰,分别位于868、815、775 cm-1处,代表糖环的扩张振动峰和呼吸振动峰,再结合1 054 cm-1处糖苷类C-O的伸缩振动峰,可推测党参药材中富含党参多糖类物质,这一特征与文献中证明的党参中主要成分之一为党参多糖的结论[7]相一致;1 637 cm-1处对应为芳香族醛或酮结构的共轭C=O的伸缩振动峰,说明党参中也含有芳香类物质;1 737 cm-1处对应较锐、较小的C=O峰,再结合1 245 cm-1处的C-O-C弯曲振动峰,可推测党参中也含有有机脂类物质,与文献中证明的党参中含有党参炔苷和党参内酯的结论[27]相符。综上所述,党参中主要成分为党参多糖、党参苷、内酯类等成分,与文献研究结果[210]一致。

图 1 不同产地党参药材的红外光谱图 Figure 1 IR spectra of Codonopsis Radix from different habitats
2.2 党参水提物的红外图谱特征分析

图 2可知,3 340 cm-1附近的宽钝峰为—OH的伸缩振动峰,2 930 cm-1处为亚甲基的C-H反对称伸缩振动峰,1 640 cm-1处对应为芳香族醛或酮结构的共轭C=O的伸缩振动峰[13-14],A处868、815、778 cm-1为一组较小、尖锐而紧邻的特征峰,对应水提物中糖环的振动吸收峰。整体看来,党参水提物和原药材的吸收峰几乎一致,但也存在一些差别,其中水提物的谱图上1 737 cm处的酯类羰基C=O伸缩振动峰明显减弱,接近于消失,说明经水提后含C=O的酯类成分明显减少。

图 2 不同产地党参水提物的红外光谱图 Figure 2 IR spectra of Codonopsis Radix aqueous extracts from different habitats
2.3 党参药材共有峰率和变异峰率分析

山西是党参的道地产区,本文对山西6个不同产区的党参及甘肃党参进行FTIR区别分析,以这7个产区的采集样品作为研究对象,随机抽样研究,是以样本的平均值作为统计量,进行红外图谱峰位共有峰和变异峰的归类整理。

7个不同产地党参药材和水提物的红外图谱峰位共有峰和变异峰的归类整理结果列于表 23,从表中可以看出,不同产地主要峰的波数有所变化。按照相关参考文献[11-1213]的红外指纹图谱共有峰率和变异峰率计算公式,以某一产地的党参为参考,分别计算其他产地党参红外指纹图谱的共有峰率和变异峰率,并且根据共有峰率的大小排成1个序列,该序列称为共有峰率和变异峰率双指标序列,表示为G1:G2(abc),其中G1为参考标准,G1与G2的共有峰率为a,G1的变异峰率为b,G2的变异峰率为c。以GAP党参种植基地的样品陵川党参(CR1)为对照,采用上述双指标序列法对党参及水提物进行双指序列红外图谱分析结果列于表 45

表 2 不同产地党参药材红外主要吸收峰波数[(wavenumber)/cm-1] Table 2 Major absorption peaks of the infrared spectra of Codonopsis Radix from different habitats

表 3 不同产地党参水提物的红外主要吸收峰[波数(wavenumber)/cm-1] Table 3 Major absorption peaks of the infrared spectra of Codonopsis Radix aqueous extracts from different habitats

表 4 以陵川药材为对照得到党参药材的双指标序列表 Table 4 Dual-index sequence of Codonopsis Radix with Codonopsis Radix from Lingchuan as the control group

表 5 以陵川药材水提物为对照得到的党参水提物双指标序列表 Table 5 Dual-index sequence of Codonopsis Radix aqueous extract with aqueous extract of Codonopsis Radix from Lingchuan as the control group

表 2可以得出,7个不同产地的党参药材在3 385、2 929、2 360、1 734、1 541、1 507、1 456、1 250、870、818、778、668 cm-1附近有12个共有峰。

表 3可以得出,7个不同产地的党参水提物在2 932、1 418、1 054、865、818、778、611 cm-1附近有7个共有峰。

通过表 4的双指标序列分析可以得到其他产地的党参药材与陵川党参间的远近关系,其中壶关党参(CR3)与陵川党参(CR1)的共有峰率a最高,达到了83.33%,两者的变异峰率bc分别为13.33%、6.67%。表 5的双指标序列表分析得到,以陵川党参水提物(CR1)为对照品,台党水提物(CR5)及甘肃党参水提物(CR7)与陵川党参水提物(CR1)的共有峰率最高,a为66.67%。总体分析党参原药材的平均共有峰率高于党参水提物,说明经过水提后各产地党参的水提物之间的成分变化较大。

3 结论

本实验通过对7个产地的党参药材及水提物的红外光谱图进行分析,得知党参药材与水提物所含成分大致相似,其中在865、818、778 cm-1附近均有一组较小、尖锐而紧邻的吸收峰,表现出明显的党参多糖特点。党参水提物中包含原药中的大多数化学成分,但是水提物红外谱图上1 737 cm-1处的酯类羰基C=O伸缩振动峰明显减弱,接近于消失,表明经水提后酯类成分相对减少。

同时本实验采用双指标序列分析法对不同产地的党参药材及水提物进行了研究,以陵川党参(CR1)为对照,得到原药材的平均共有峰率a为72.74%,水提物的平均共有峰率a为58.54%,其中原药材中壶关党参(CR3)与陵川党参(CR1)2个产地间的关系最为接近,可通过比较不同产地间双指标的峰率大小来判断产地间的远近关系。

单纯通过红外图谱来比较不同产地间的差异,存在的人为误差比较大,很难得到正确结论,在实际生产中,可以采用双指标序列分析方法对不同产地间的药材进行比较分析。本文所得到的党参及其提取物的红外光谱分析结果具有独特而稳定的特征,红外指纹图谱可以作为其质量控制和真伪鉴别的根据。

参考文献
[1]
中国药典2015年版. 一部[S]. 2015: 281.
ChP 2015. Vol Ⅰ[S]. 2015: 281
[2]
黄冬兰, 徐永群, 陈小康. 党参及其水提物的红外光谱研究[J]. 分析科学学报, 2014, 30(3): 417.
HUANG DL, XU YQ, CHEN XK. Analysis of Codonopsis pilosula and its water extract by infrared spectroscopy[J]. J Anal Sci, 2014, 30(3): 417.
[3]
刘养清, 赵平, 巫剑锋, 等. 党参饮片中党参内酯和党参炔苷的相关性研究[J]. 药物分析杂志, 2008, 28(11): 1841.
LIU YQ, ZHAO P, WU JF, et al. Study on correlation between atractylenolide and lobetyolin in decoction pieces of Codonopsis pilosula[J]. Chin J Pharm Anal, 2008, 28(11): 1841.
[4]
王润生, 刘养清, 郭继龙, 等. 山西党参药材中党参炔苷的含量分析[J]. 药物分析杂志, 2007, 27(8): 1229.
WANG RS, LIU YQ, GUO JL, et al. Analysis of the contents of lobetyolin in Codonopsis pilosula Nannf. from Shanxi[J]. Chin J Pharm Anal, 2007, 27(8): 1229.
[5]
冀宪领, 盖英萍, 牟志美, 等. 白僵蚕的红外指纹图谱鉴别研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2007, 27(1): 66.
JI XL, GAI YP, MOU ZM, et al. Indentification of white muscardin silkworms by infrared spectroscopy[J]. Chin J Spectrosc Lab, 2007, 27(1): 66.
[6]
李亚妮, 魏凤华, 季新燕, 等. 远志药材及醇溶性浸出物的FTIR研究[J]. 中国现代应用药学, 2014, 31(2): 159.
LI YN, WEI FH, JI XY, et al. Study on Polygalae Radix and its alcohol extract by FTIR[J]. Chin J Mod Appl Pharm, 2014, 31(2): 159.
[7]
刘养清, 赵国峰, 韩雪, 等. 傅里叶变换红外光谱法简便快速鉴别不同生长年限党参[J]. 中国药房, 2009, 20(24): 1879.
LIU YQ, ZHAO GF, HAN X, et al. Identification of Radix Codonopsis of different growing years by FTIR[J]. Chia Pharm, 2009, 20(24): 1879.
[8]
田进国, 朱文荣, 任健, 等. 茯苓、党参、重楼等13种中药配方颗粒红外指纹图谱的研究[J]. 中成药, 2004, 26(7): 3.
TIAN JG, ZHU WR, REN J, et al. Study on IR fingerprint of 13 kinds of Chinese medicinal granules[J]. Chin Tradit Pat Med, 2004, 26(7): 3.
[9]
王颖莉, 李亚妮, 宋强, 等. 基于FTIR和HPLC的葛根化学成分整体分析与评价[J]. 世界科学技术—中医药现代化, 2014, 16(2): 37.
WANG YL, LI YN, SONG Q, et al. Research on chemical substance in Pueraria lobata by FTIR and HPLC[J]. World Sci Technol/Mod Tradit Chin Med Mater Med, 2014, 16(2): 37.
[10]
黄冬兰, 孙素琴, 徐永群, 等. 红外光谱法与党参及其伪品夜关门的分析与鉴定[J]. 现代仪器, 2008(5): 22.
HUANG DL, SUN SQ, XU YQ, et al. Analysis and identification of Dangshen and its counterfeit Yeguanmen by Fourier transform infrared spectroscopy[J]. Mod Instrum, 2008(5): 22.
[11]
邹华彬, 袁久荣, 杜爱琴, 等. 甘草氯仿提取物红外指纹图谱双指标序列分析法[J]. 中国中药杂志, 2005, 30(1): 16.
ZOU HB, YUAN JR, DU AQ, et al. Dual-index sequence analytical method for IR fingerprint spectra of the chloroform extract of Radix Glycyrrhizae[J]. China J Chin Mater Med, 2005, 30(1): 16.
[12]
邹华彬, 袁久荣, 杜爱琴, 等. 甘草水提物红外指纹图谱共有峰率和变异峰率双指标序列分析法[J]. 中成药, 2004, 26(10): 779.
ZOU HB, YUAN JR, DU AQ, et al. Common and variant peak ratio in IR fingerprint of extraction from Radix Glycyrrhizae by dual-index sequence analysis[J]. Chin Tradit Pat Med, 2004, 26(10): 779. DOI:10.3969/j.issn.1001-1528.2004.10.002
[13]
孔德鑫, 黄庶识, 黄荣韶, 等. 基于FTIR比较分析鸡骨草与毛鸡骨草的化学成分[J]. 光谱学与光谱分析, 2010, 27(2): 45.
KONG DX, HUANG SS, HUANG RS, et al. Indentification of chemical constituents of Abrus cantoniensis and Abrus mollis by FTIR[J]. Chin J Spectrosc Lab, 2010, 27(2): 45.
[14]
徐海星, 陈慧, 许沛虎, 等. 不同产地苍耳子红外指纹图谱鉴别[J]. 中药材, 2014, 6(6): 971.
XU HX, CHEN H, XU PH, et al. Identification on Xanthium sibiricum from different habitats by FTIR fingerprint patterns[J]. J Chin Med Mater, 2014, 6(6): 971.
[15]
陈勇, 魏后超, 韦韬, 等. 磨盘草药材红外指纹图谱共有峰率和变异峰率双指标序列分析法[J]. 中华中医药杂志, 2015, 30(3): 709.
CHEN Y, WEI HC, WEI T, et al. Study on the common and variant peak ratios in IR fingerprint of Abutilon indicum(L.)Sweet with dual-index sequence analysis[J]. China J Tradit Chin Med Pharm, 2015, 30(3): 709.
表 1 不同产地的党参药材 Table 1 Codonopsis Radix from different habitats
图 1 不同产地党参药材的红外光谱图 Figure 1 IR spectra of Codonopsis Radix from different habitats
图 2 不同产地党参水提物的红外光谱图 Figure 2 IR spectra of Codonopsis Radix aqueous extracts from different habitats
表 2 不同产地党参药材红外主要吸收峰波数[(wavenumber)/cm-1] Table 2 Major absorption peaks of the infrared spectra of Codonopsis Radix from different habitats
表 3 不同产地党参水提物的红外主要吸收峰[波数(wavenumber)/cm-1] Table 3 Major absorption peaks of the infrared spectra of Codonopsis Radix aqueous extracts from different habitats
表 4 以陵川药材为对照得到党参药材的双指标序列表 Table 4 Dual-index sequence of Codonopsis Radix with Codonopsis Radix from Lingchuan as the control group
表 5 以陵川药材水提物为对照得到的党参水提物双指标序列表 Table 5 Dual-index sequence of Codonopsis Radix aqueous extract with aqueous extract of Codonopsis Radix from Lingchuan as the control group
不同产地党参药材及其水提物的红外光谱特征分析
杨波 , 张娟娟 , 孙胜杰 , 王颖莉